JP2005339855A - タッチ式入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 いずれの操作位置を操作した場合であっても均一な操作感（クリック感）を与えることができるようにしたタッチ式入力装置を提供する。
【解決手段】 前記振動発生手段３０が、弾性部材３のほぼ全長をカバーするように対向配置されている。このため、弾性部材３上のいずれの位置を操作しても、前記振動発生手段３０で発生した振動が操作者に伝わる振動の大きさや遅延時間を一定とすることができるため、操作者に与えるクリック感を均一にできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軽く触れるだけで操作することが可能なフェザータッチ式の入力装置に係わり、特に操作感を振動発生手段によって生起させるようにしたタッチ式入力装置に関する。

操作者の入力操作に合わせて操作感を伝えるタッチ式入力装置としては、例えば特許文献１ないし３に掲げるものが存在している。

特許文献１に記載されたタッチ式入力装置は、複数のタッチスイッチを備えた入力機器のケース内に振動発生装器が設けられており、いずれかのタッチスイッチが操作されると、これに応答して前記振動発生器が振動し、操作者の指に前記振動が与えられるというものである。

また特許文献２に記載されたタッチパネル式入力装置では、タッチパネル１が押下されると、タッチパネル検出部５がタッチパネル１上の押下位置を検出し、前記押下位置が有効な領域内である場合に振動ユニット３を振動させるというものである。

さらに特許文献３に記載されたスイッチ装置では、キートップ１を押下すると、メンブレンスイッチの下面に設けられている圧電素子３が振動することにより、操作者にクリック感触を与えるというものである。
特開平１１−１６２２７７号公報 特開２０００−１３７５７６号公報 特開平５−１８２５５９号公報

しかし、上記特許文献１に記載されたものでは、振動発生装置が各タッチスイッチから離れた位置に設けられているため、振動発生装置の近くに位置するタッチスイッチを操作したときには、大きな操作感（クリック感触）を得ることができるが、前記振動発生装置から離れるにしたがって体感できる操作感が小さくなりやすいという問題がある。

また特許文献２に記載されたものでにおいても、タッチパネルの中央部に振動ユニットが設けられているため、上記特許文献１の場合同様にタッチパネルの中央部付近を操作した場合と縁部付近を操作した場合とでは振動の大きさが異なる。

しかも、両特許文献１、２の場合には、振動周波数を押下位置に応じて変えない限り、操作後の振動が操作者に伝わるまでの遅延時間が前記振動ユニットから離れるにしたがって長くなるという問題もある。

かかる場合、特許文献３のように前記タッチスイッチごとに振動発生装置を設ける構成としたり、あるいはタッチパネルの下に複数の振動ユニットを設ける構成とすれば、上記のような問題は生じなくなるが、部品点数の増加による製造コストの高騰という問題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に帯状に延びたタッチ式の入力装置において、いずれの操作位置を操作した場合であっても均一な操作感を与えることができるタッチ式の入力装置を提供することを目的としている。

また本発明は、操作者の操作状態の違いに応じて異なる振動パターンを体感できるようにしたタッチ式の入力装置を提供することを目的としている。

本発明は、長手方向に沿って一定の長さを有するとともに所定の間隔で並ぶ複数のスイッチ部が設けられたメンブレンスイッチと、同じく長手方向に一定の長さを有するとともに前記メンブレンスイッチの一方の面に対向配置された操作部材とを備えたタッチ式入力装置であって、
前記メンブレンスイッチの他方の面には、一定の長さを有するとともに前記長手方向に沿って対向配置された振動発生手段と、前記複数のスイッチ部の動作状態を検出して前記振動発生手段に振動を発生させる制御部と、が設けられていることを特徴とするものである。

上記において、前記振動発生手段は、前記メンブレンスイッチと同じ長さ寸法であるものが好ましい。

本発明では、前記振動発生手段が、弾性部材のほぼ全長をカバーするように対向配置されているため、弾性部材上のいずれの位置に荷重を掛けても操作者に与えるクリック感を均一にできる。

また前記操作部材は、弾性体と、前記弾性体の一方の面に設けられた操作面と、前記弾性体の他方の面に設けられかつ前記弾性体が所定量以上撓むのを規制する補強部材とを有しており、
前記補強部材と前記メンブレンスイッチとが対向するいずれか一方の面の前記複数のスイッチ部と対向する位置に突起が設けられているものとして構成することができる。

上記手段では、メンブレンスイッチに配置された各スイッチ部の動作状態を確実に切り換えることができる。

例えば、前記振動発生手段が、分銅付きモータ、電磁駆動素子または圧電素子のいずれかである。

さらには、前記複数のスイッチ部の動作状態をスキャンする選択手段が設けられており、前記制御部により前記選択手段が所定の周期で駆動されるものが好ましい。
上記手段では、複数のスイッチ部の動作状態を確実に検出することができる。

また本発明は、前記操作部材の表面に操作体を接触させたときに前記操作体に対向するスイッチ部のみの動作状態が切り換わる低荷重操作状態と、前記操作体の荷重を強くしたときに複数のスイッチ部の動作状態が同時に切り換わる高荷重操作状態と、前記操作体を前記操作部材の表面に沿って一方向に移動させたときに前記スイッチ部の動作状態が前記移動に伴って順次切り換わるスライド移動状態と、を有しており、
前記振動発生手段が、振動の有り無しを含めて前記各状態ごとに異なる振動パターンで駆動されるものである。

例えば、前記スライド移動状態のときには振動が生起されず、前記高荷重操作状態のときに振動が生起させられるものとすることができる。

また前記スライド移動状態のときには間欠的または連続的に振動が生起され、前記高荷重操作状態のときには振動が生起されないものとすることもできる。

さらには、前記高荷重操作状態のときに、振動が２回以上生起されるものとすることができる。

前記各動作状態の判断は、前記複数のスイッチが時間的に変化する動作状態に基づいて検出されるものとすることができる。

さらには、前記スイッチ部が個別に操作される個別操作モードと、個別に操作されるスイッチ部の操作時間が所定の時間を超える決定モードと、操作体が前記操作部材のいずれか一方の両端に達する両端モードと、操作されないスイッチ部を挟んで２箇所以上のスイッチ部が同時に操作されるエラーモードと、を有しており、
前記振動発生手段が、振動の有り無しを含めて前記各モードごとに異なる振動パターンで駆動されるものである。

本発明では、前記振動発生手段が、弾性部材のほぼ全長をカバーするように対向配置されているため、弾性部材上のいずれの場所に触れた場合であっても操作者に与えるクリック感を均一にできる。

また操作者に伝わる振動の大きさ、さらには操作後に振動が操作者に伝わるまでの遅延時間が、操作位置によって異なることを防止できる。

また操作者の操作状態に応じて、様々な振動パターンを発生させることができるようになる。

図１は本発明の実施の形態としてタッチ式入力装置を示す分解斜視図、図２は図１の２−２線での切断断面図、図３はタッチ式入力装置の電気的な接続を示す回路構成図である。

図１および図２に示すように、タッチ式入力装置１は、Ｘ方向に細長く延びる弾性部材３有している。弾性部材３の裏面側にはメンブレンスイッチ２０、振動発生手段３０などが設けられている。

前記タッチ式入力装置１は、電子機器を構成する筐体から前記弾性部材３の表面の操作面１０が露出するように配置される。この実施の形態では、前記弾性部材３と操作面１０とが操作部材として機能するものであり、前記弾性部材３は例えばシリコーンゴムなど弾性変形可能な軟質な素材で形成されている。また前記操作面１０は低摩擦抵抗の材料からなる塗料などを前記弾性部材３の表面に塗装することにより形成されている。なお、この弾性部材３としては、シリコーンゴムに限定されるものではなく、その他のゴム系の弾性部材であってもよい。

図１に示すように、前記弾性部材３のＺ２側の面（裏面）には、補強部材４が設けられている。この補強部材４は、フィルム状のシートで形成されており、前記操作面１０よりも側方（Ｘ−Ｙ平面方向）に突出する鍔部４ｂを有している。前記鍔部４ｂは、図５に示すように筐体１１の内面で係止され、前記弾性部材３が前記筐体１１から抜け出ないようにする抜け止め機能や防水機能を担っている。

図１、図２に示すように、この実施の形態では、前記補強部材４のＺ２側の面に５個の半球状の突起５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅが前記補強部材４の延びる長手（Ｘ）方向に沿って直線状に等間隔で設けられている。ただし、前記突起５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅは、後述する上側シート２１の上面（Ｚ１側の面）に上記同様Ｘ方向に沿って直線状に所定の等ピッチ間隔で形成された構成であってもよい。さらに前記突起の数は５ヶに限られるものではなく、５ヶ以上であってもよいし、５ヶよりも少なくともよい。なお、前記突起は半球状である必要はなく、コーン状または円柱形状などであってもよい。

前記突起５ａと５ｅの外側には支持部６ａ，６ｂが形成されている。これら突起５ａ〜５ｅ及び支持部６ａ，６ｂは、いずれも紫外線硬化型の樹脂材料を同時に印刷にすることにより形成されている。前記突起５ａ〜５ｅ、支持部６ａ，６ｂは、必ずしも紫外線硬化樹脂である必要はないが、前記紫外線硬化樹脂を使用する場合には、エポキシ系の樹脂に紫外線硬化促進剤が含有されたものを使用できる。

図１および図２に示すように、前記メンブレンスイッチ２０は、上側シート２１と下側シート２２とがフレキシブルシート２３を介して連結されている。前記上側シート２１、下側シート２２およびフレキシブルシート２３は、いずれも長手（Ｘ）方向に帯状に延びる形状で形成されている。

前記上側シート２１と下側シート２２とは対向して設けられており、前記上側シート２１と下側シート２２との間に帯状に延びるスペーサ２４が挿入されて、互いに接着固定されている。前記上側シート２１、下側シート２２、フレキシブルシート２３およびスペーサ２４は、いずれもＰＥＴ樹脂やポリイミド樹脂など可撓性を有する素材で形成されている。なお、前記各シート２１，２２，２３がＰＥＴ樹脂などで一体形成され、前記スペーサ２４が接着層で形成されて、互いに接着固定されたものでもよい。

前記上側シート２１の下面には第１の導電部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが形成されており、下側シート２２の上面には第２の導電部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅが形成されている。そして、前記スペーサ２４には、前記第１の導電部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅおよび第２の導電部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅよりも大きな径寸法からなる貫通孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅがそれぞれ形成されている。

前記第１の導電部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅと第２の導電部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅと貫通孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅは、前記突起５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅに対向する位置にそれぞれ形成されている。

そして、図２に示すように、貫通孔２４ａを介して互いに対向する一対の第１の導電部２１ａと第２の導電部２２ａがスイッチ部Ｓ１を形成している。同様に、第１の導電部２１ｂ、第２の導電部２２ｂおよび貫通孔２４ｂがスイッチ部Ｓ２を形成し、第１の導電部２１ｃ、第２の導電部２２ｃおよび貫通孔２４ｃがスイッチ部Ｓ３を形成し、第１の導電部２１ｄ、第２の導電部２２ｄおよび貫通孔２４ｄがスイッチ部Ｓ４を形成し、第１の導電部２１ｅ、第２の導電部２２ｅおよび貫通孔２４ｅがスイッチ部Ｓ５を形成している。

各スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５は、前記メンブレンスイッチ２０に対して長手方向（Ｘ方向）に沿って等ピッチ間隔で配置されている。本実施の形態におけるスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の間隔および前記突起５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅの間隔は１０ｍｍ以下、具体的には４ｍｍで形成されたものを想定している。ただし、４ｍｍより短く形成しても長く形成してもよい。

図１に示すように、前記上側シート２１の第１の導電部２１ａ〜２２ｅは導体パターンによって直列に接続されており、第１の導電部２１ａから引き出された引出しパターン２６が前記フレキシブルシート２３を介して下側シート２２に導かれ、前記下側シート２２に設けられた引出部２２Ａから外部に引き出されている。

下側シート２２に設けられた第２の導電部２２ａ〜２２ｅには引出しパターン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅがそれぞれ連結されており、前記各引出しパターン２７ａ〜２７ｅは引出部２２Ａから外部に引き出されている。

図５に示すように、例えば引出しパターン２６は抵抗Ｒを介して電源Ｖｃｃに接続されており、引出しパターン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅは外部に設けられた選択手段２８を解して制御部２９に接続されている。

図１に示すように、前記メンブレンスイッチ２０の下部には振動発生手段３０が設けられている。振動発生手段３０としては、例えば所定の電気信号を受けると振動を生起する公知の分銅付きモータ、電磁駆動素子または圧電素子などであり、図５に示すように前記制御部２９からの指令に基づき所定の振動を生起させるものである。前記振動発生手段３０は、前記弾性部材３の長手（Ｘ）方向の長さ寸法とほぼ同じ長さ寸法を有しており、前記弾性部材３の底面の全面積に対向するように配置されている。ただし、前記振動発生手段３０の長さ寸法は、少なくとも前記長手方向に並ぶスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５に対向できる範囲であればよい。

上記タッチ式入力装置の機械的な動作について図４および図５を用いて説明する。
図４は低荷重での動作状態を示す図２同様の断面図、図５は荷重を強くした高荷重ときの動作状態を示す図３同様の断面図である。なお、図４では操作体Ｆの例として指先を示している。

図４に示すように、操作面１０の表面に操作者が指やペンなどの操作体Ｆを軽く接触（低荷重操作状態）させたときに、例えば操作体Ｆがスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の中心であるスイッチ部Ｓ３に対向したとする。

このとき、弾性部材３には前記スイッチ部Ｓ３を中心とする撓み変形を局部的に生じる。そして、弾性部材３の変形に伴って補強部材４も撓み変形させられるため、このとき押し下げられた突起５ｃが上側シート２１を局部的に撓み変形させ、上側シート２１の第１の導電部２１ｃと下側シート２２の第２の導電部２２ｃとを互いに接触させ、スイッチ部Ｓ３を導通状態に切り換えることができる。

また図５に示すように、操作体Ｆの荷重を強く（高荷重操作状態）すると、前記第１の導電部２１ｃと第２の導電部２２ｃとの間の接触以外に、その両側の第１の導電部２１ｂと第２の導電部２２ｂとの間（スイッチ部Ｓ２）、および第１の導電部２１ｄと第２の導電部２２ｄとの間（スイッチ部Ｓ４）が同時に導通する動作状態に切り換えることが可能である。

すなわち、操作体Ｆに与える荷重の大小の違いによって、導通状態に設定されるスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の数、すなわち動作状態を変えることができる。

また図４に示す低荷重操作状態から、例えば操作体ＦをＸ１方向に前記操作面１０に沿って滑らす（スライド移動状態）と、前記第スイッチ部Ｓ３が非導通状態に変化する代わりにスイッチ部Ｓ２を導通状態に変化させることができ、さらに操作体ＦをＸ１方向に移動させると前記第スイッチ部Ｓ２を非導通状態に、スイッチ部Ｓ１を導通状態に変化させることができる。すなわち、操作体ＦのＸ方向への移動に応じてスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の動作状態を順次切り換えることが可能である。

よって、前記制御部２９は、前記選択手段２８を駆動して前記スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の動作状態を所定の周期でスキャンすることにより、タッチ式入力装置１全体の動作状態を把握することが可能となっている。

上記タッチ式入力装置１は、例えば携帯電話機、オーディオやエアコンなどのリモコン、カメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）などのモバイル用の電子機器、あるいはＰＣなどに搭載される。

図６はタッチ式入力装置の実施の形態として、携帯電話機に搭載された場合を示す説明図である。図６では、タッチ式入力装置１が携帯電話機４０の本体４１を形成するの筐体４２の側面４２Ａに埋設されており、弾性部材３と操作面１０のみが側面４２Ａから外部に露出している。

なお、タッチ式入力装置１は、表面４２Ｂ上に設けられる構成であってもよく、また表示装置４３が設けられた蓋体４４側に設けることも可能である。

上記のように、操作面１０に操作体Ｆを軽く触れた低荷重操作状態において、前記操作体Ｆを操作面１０に沿ってＸ方向に滑らす（スライド移動状態）と、スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の動作状態が順次切り換えられる。このため、制御部２９は一定の周期で前記スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の動作状態をスキャンすることにより、前記操作体Ｆの移動方向がＸ１方向であるか、またはＸ２方向であるかを検出することが可能である。よって、前記タッチ式入力装置１をスクロール用のキースイッチとして利用することが可能である。すなわち、前記タッチ式入力装置１からの出力情報に基づいて前記携帯電話機４０の表示装置４３に映し出された画面、例えば電話番号リスト、機器のオプション設定リスト、あるいはＰＤＡにおいてはアドレス帳の項目リストなどをスクロール動作させて検索することなどができる。このとき、移動する操作体Ｆに応じて前記振動発生手段３０を連続的にまたは間欠的に駆動させるようにしてもよい。

また決定キーとして利用することも可能である。すなわち、制御部２９がスキャンしたときに、同時に複数のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５が導通状態であると検出された場合は、図５に示す高荷重操作状態と判断し、決定キーとしての役割を持たせることができる。このとき制御部２９が前記振動発生手段３０を一定時間駆動させると、前記振動発生手段３０から生起された振動が操作体Ｆに伝わるため、操作者にクリック感（操作感）を体感させることができる。よって、操作者は、決定キーが操作されたことを認識することが可能となる。

また前記振動発生手段３０は、弾性部材３のほぼ全長をカバーするように対向配置されているため、操作面１０上のいずれの位置に荷重を掛けても操作者に与えるクリック感を均一にできる。すなわち、操作者に伝わる振動の大きさ、さらには操作後に振動が操作者に伝わるまでの遅延時間が、操作位置によって異なることを防止できる。

次に、上記振動発生手段を有するタッチ式入力装置の具体的な制御の一例について説明する。

図７は本発明の振動発生手段を有するタッチ式入力装置を携帯電話機に搭載した場合の制御方法を示すフローチャート図である。なお、図７においては、各ステップの順番をＳＴ１、ＳＴ２、・・・のようにＳＴの後に番号を付して示している。また図８は表示装置に表示された選択項目とスイッチ部との対応関係を示す概念図であり、Ａは選択項目とスイッチ部とが同数で対応している場合、Ｂは選択項目数がスイッチ部の数より少ない場合を示している。なお、表示装置４３には項目リストとして氏名が映し出されている。

また図７に示すフローチャートは複数の制御ループを有しているが、どの制御ループも常にスタートＳＴ１に戻るように設定されており、いずれの制御ループの所要時間も１ｍｓｅｃ程度と高速である。

図７に示すフローチャートでは、「接触前」、「通知前」、「通知後」および「選択後」などの各内部設定を有している。ここで、前記「接触前」とは、操作体Ｆが操作面１０に接触する前（スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５が導通する前）の制御部２９の内部設定を示している。前記「通知前」とは、いずれかのスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５が導通後（接触後）で、かつ、導通した事を使用者に通知する前の状態であり、導通後はすぐに通知して「通知後」になる制御部２９の内部設定を示している。また前記「通知後」とは、スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５のいずれが導通した事を使用者に通知した後の状態であり、次に項目選択される条件を満たすかチェックし続けことを示す制御部２９の内部設定を示している。前記「選択後」とは、項目選択が行われた後を意味し、その後基本的には何もしない状態を示す制御部２９の内部設定を示している。

また前記制御部２９内には、時刻を計測するタイマーＴと、前記タイマーＴが計測した時間を記録する時間レジスタＴＬと、操作面上における操作体Ｆの現在位置、すなわち導通位置（接触位置）を記憶する現在位置レジスタＰと、移動前の操作体Ｆの直前の位置を記録する直前位置レジスタＰＬと、前記「通知前」、「通知後」、「選択後」および両端のうちのいずれの内部設定であるかを記憶する設定レジスタＭとを有している。

上記タッチ式入力装置の動作は、ＳＴ１であるスタートから開始する。スタート（初期状態）であるＳＴ１における各レジスタＴＬ、Ｐ、ＰＬおよびＭの内容は、前記タイマーＴはＴ＝０、現在位置レジスタＰはＰ＝０（非導通）、直前位置レジスタＰＬはＰＬ＝０、時間レジスタＴＬはＴＬ＝０、設定レジスタＭはＭ＝「接触前」となっている。前記タイマーＴは、各制御ループの動作がスタートした後に時々刻々と変わる時刻を計測し続けている。

ＳＴ２では、制御部２９は前記スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の動作状態から操作体Ｆの現在の接触位置（導通位置）を検出し、これを現在位置レジスタＰに記憶する。

このとき、高荷重操作により前記スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５のうち、いくつか連続したスイッチ部が一緒に導通した場合には、その平均値を現在位置として記憶する。例えば、スイッチ部Ｓ２、Ｓ３およびＳ４が連続して導通している場合には、その平均値であるスイッチ部Ｓ３が現在位置となるので、現在位置レジスタＰではＰ＝Ｓ３として記憶する。また操作体Ｆが操作面１０に触れられていない「接触前」の場合にはＰ＝０である。なお、押されたスイッチ部がＳ１とＳ２のように、偶数である場合にはいずれか早く導通状態に至った方のスイッチ部が前記現在位置レジスタＰに記憶されるようにすればよい。

次にＳＴ３では、制御部２９は前記ＳＴ２における検出の際に、スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５の押された数Ｎの判断を行う。ただし、ここでは押された数Ｎをスイッチ部の単独数またはブロックの数として判断する。すなわち、操作体Ｆの幅寸法によっては、高荷重操作の場合にはスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５のいくつかが連続して一緒に押されることがあり、その場合には連続するスイッチ部を１ブロックとし、押された数ＮはＮ＝１と判断される。例えば、連続するスイッチ部Ｓ１とＳ２（１ブロック）とが一緒に押され、かつスイッチ部Ｓ５が単独で押されている場合（この場合、スイッチ部Ｓ３とＳ４は非導通）には、押された数ＮはＮ＝２として判断される。

前記ＳＴ３では、前記押された数Ｎが押されないスイッチ部を中間に挟んで２つ以上（Ｎ≧２）である場合には、制御部２９はエラーモードと判断し（ＳＴ３−１）、前記振動発生手段３０を駆動して、例えば振動を一定時間連続的に生起（ＳＴ３−２）させることにより、操作者にエラーが発生したことを通知することができる。

また押された数ＮがＮ＝０、すなわち非接触（Ｐ＝０）の場合には、タイマーＴをリセット（Ｔ＝０）するとともに、直前位置レジスタＰＬに現在位置レジスタＰの内容（ただし、この場合はＰ＝０）を代入して記憶させる（ＰＬ←Ｐ＝０）。また設定レジスタはＭ＝「接触前」としてスタート（ＳＴ１）へと戻される。

そして、前記ＳＴ３において、前記押された数ＮがＮ＝１である場合、例えば各スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５のいずれかが単独で押された場合や、スイッチ部Ｓ２、Ｓ３およびＳ４が１ブロックとして押されているような場合には、次のＳＴ４が実行される。なお、この場合、前記ＳＴ２における現在位置レジスタＰは、Ｐ＝Ｓ３の値が記憶される。

ＳＴ４では、携帯電話機の表示装置４３に表示された選択項目Ｌと操作面１０上を移動する操作体Ｆとの対応関係の監視を行う。

例えば、図８Ａに示すように、表示装置４３に選択項目として表示された項目リストＬ１〜Ｌ５とスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５とがそれぞれ一対一で対応する場合には、前記操作面１０に操作体Ｆを接触させると前記スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５のいずれかに位置するため、このときの操作体Ｆの位置と選択項目Ｌの項目リストＬ１〜Ｌ５とは一致する。よって、このように一致する場合には「ｙｅｓ」が選択されてＳＴ５に進む。なお、この場合には、前記ＳＴ２において現在位置レジスタＰにＰ＝Ｓ１〜Ｓ５のいずれか１つの値が記憶されている。

一方、図８Ｂに示すように、表示装置４３に表示された項目リストＬ１〜Ｌ３とスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５とが一対一で対応しないような場合において、例えば前記操作体Ｆの位置が前記スイッチ部Ｓ１、Ｓ３またはＳ５のいずれかに位置する場合（Ｐ＝Ｓ１、Ｓ３またはＳ５）には、項目リストＬ１、Ｌ２またはＬ３のいずれかに一致するが、操作体Ｆの位置が前記スイッチ部Ｓ２またはＳ４に位置する場合（Ｐ＝Ｓ２またはＳ４）には、項目リストＬ１〜Ｌ３に一致しないこととなる。そして、一致する場合には「ｙｅｓ」が選択されてＳＴ５に進むが、一致しない場合には「ｎｏ」が選択される。そして、「ｎｏ」が選択された場合には、上記同様に、タイマーＴをリセット（Ｔ←０）し、直前位置レジスタＰＬに現在位置レジスタＰの内容（Ｐ＝Ｓ２またはＳ４）を代入して記憶させる（ＰＬ←Ｐ＝Ｓ２またはＳ４）。また設定レジスタＭは「通知前」に設定してスタート（ＳＴ１）へと戻される。そして、次に「ｙｅｓ」が選択されたときにＳＴ５へ進むことになる。

前記ＳＴ４において前記「ｙｅｓ」が選択されている場合には、前記ＳＴ２における前記現在位置レジスタＰには、Ｐ＝Ｓ１、Ｓ３またはＳ５のいずれか１つの値が代入されている。

ＳＴ５では操作体Ｆの移動の有無の監視が行われる。すなわち、ＳＴ５では前記直前位置レジスタＰＬの内容と前記現在位置レジスタＰの内容との一致、不一致を判断し、一致しない場合（ＰＬ≠Ｐ）には操作体Ｆが移動したものとみなし、タイマーＴの時刻を時間レジスタＴＬに代入して記憶させた後（ＳＴ５−１）、上記同様にタイマーＴをリセット（Ｔ←０）し、直前位置レジスタＰＬに現在位置レジスタＰの内容を代入して記憶させる（ＰＬ←Ｐ）。また設定レジスタＭは「通知前」に設定してスタート（ＳＴ１）へと戻され、次の機会にＳＴ５で監視されたときに操作体Ｆの移動が停止していると判断された場合にＳＴ６に進む。

ここで前記ＳＴ５−１において時間レジスタＴＬに記憶されたタイマーＴの時刻は、直前位置レジスタＰＬに記憶されている直前位置（例えばＳ１）から現在位置レジスタに記憶されている現在位置（例えばＳ２）に移動するのに要した移動時間を示しており、これは操作体Ｆが直前位置（Ｓ１）に対応する直前の項目リスト（Ｌ１）から現在位置（Ｓ２）に対応する項目リスト（Ｌ２）に移動する項目間移動時間であるとともに、直前の項目リスト（Ｌ１）に滞在していた項目滞在時間を意味している。なお、厳密には、前記項目滞在時間と項目間移動時間とは異なるが、操作体Ｆが連続して移動する場合には、両者はほとんど同じとみなすことが可能である。

そして、操作体Ｆがスイッチ部Ｓ１からスイッチ部Ｓ５に向かって連続的に移動するスライド移動状態の場合には、操作体Ｆが各スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５上（または各項目リストＬ１〜Ｌ５）を通過するたびに前記時間レジスタＴＬに記憶される値（各スイッチ部間の移動に要した時間である前記項目滞在時間（項目間移動時間））が更新されるとともに、その直後にタイマーＴはリセットされる。このため、前記時間レジスタＴＬには、操作体Ｆをゆっくり移動させた場合には大きな値（例えば、２秒）が記憶され、素早く移動させた場合には小さな値（例えば、０．５秒）が記憶される。

一方、ＳＴ５において前記直前位置レジスタＰＬの内容と前記現在位置レジスタＰの内容とが一致する場合には、操作体Ｆは操作面１０上に接触した状態で停止している（移動しなかったもの）とみなしてＳＴ６に進む。

通常、操作体Ｆが操作面１０に最初に接触したときには、現在位置レジスタＰ＝Ｓ１ないしＳ５のいずれかであり、かつ直前位置レジスタＰＬ＝０であるから、ＰＬ≠Ｐとなるのでスタート（ＳＴ１）へと戻ることになる。同様に操作体Ｆが操作面１０上を移動する場合には、前記ＰおよびＰＬがＳＴ２における検出のたびに書き換えられてＰＬ≠Ｐの状態が続くため、移動していると判断され前記時間レジスタＴＬの更新等が行われてスタート（ＳＴ１）へ戻ることになる。

一方、操作体Ｆの移動が停止した直後においては、停止の直前に検出された現在位置レジスタＰ（この値は直前位置レジスタＰＬへ代入される。）と停止後最初に検出される現在位置レジスタＰとが比較されるため、ＰＬ≠ＰとなりスタートＳＴ１へと戻る。しかし、停止後しばらく時間が経過した後においては、停止直後に検出される現在位置レジスタＰの検出値（この値は直前位置レジスタＰＬへ代入される。）と、その次に検出される現在位置レジスタＰとの検出値とはＰＬ＝Ｐ（停止状態）となるため、ＳＴ６に進むこととなる。

ＳＴ６では、停止状態にある操作体Ｆが操作面１０上の両端（Ｓ１またはＳ５）に位置するか、またはその他の位置（Ｓ２、Ｓ３またはＳ４）に位置するかの判断を行う。すなわち、現在位置レジスタＰの値が、Ｐ＝Ｓ１またはＳ５であるか、それともＰ＝Ｓ２、Ｓ３またはＳ４であるかを判断し、前者である場合には操作体Ｆがいずれかの両端に位置する端部モードと判断してＳＴ６−１に進み、後者である場合には両端以外に位置すると判断してＳＴ７に進む。

前記ＳＴ６−１の端部モードでは、リセット後から現在までの経過時刻を示すタイマーＴの値が、前記ＳＴ５−１において前記時間レジスタＴＬが記憶した項目滞在時間の倍数に一致するたびに前記振動発生手段３０を駆動して振動を生起させる（ＳＴ−６）。

例えば、操作体Ｆが操作部材の端部であるスイッチ部Ｓ５（項目リストＬ５）に対応する位置で停止し、このときの前記項目滞在時間は停止前の直前の位置であるスイッチ部Ｓ４から停止位置であるスイッチ部Ｓ５へ移動するのに要する時間であり、前記項目滞在時間を例えば０．５秒とする。

このとき、制御部２９はＳＴ１→ＳＴ２→ＳＴ３→ＳＴ４→ＳＴ５→ＳＴ６→ＳＴ６−１の「ｙｅｓ」または「ｎｏ」を介して再びＳＴ１に戻る制御ループを高速（例えば、１ｍｓｅｃ）で繰り返している。よって、前記タイマーＴでの経過時刻が前記項目滞在時間の０．５秒の倍数に相当する時刻に一致するたび「ｙｅｓ」が選択されて前記振動発生手段３０が駆動させられ（ＳＴ６−２）、それ以外の時刻では「ｎｏ」が選択される。すなわち、前記の例では、前記振動発生手段３０が０．５秒、１秒、１．５秒、２．０秒・・・というように一定の周期（０・５秒）で振動が生起するように駆動させられる。

よって、携帯電話機の操作者は操作体Ｆが操作面１０の端部に達したこと、または選択項目の端部である項目リストＬ５に達したこと（端部モードに至ったこと）を前記振動のクリック感（操作感）から認識することが可能となる。

なお、前記時間レジスタＴＬが記憶する項目滞在時間は、上記のように操作体Ｆの移動時間に応じて異なる値として記録されるため、前記振動は操作体Ｆの移動時間と同じ間隔で行わせることができる。

ＳＴ６−３では、振動後または振動発生中に、例えば表示装置４３に表示されている選択項目を上または下方向にスクロール移動させて、それに続く新たな選択項目を表示させるなどの両端時処理が行われる。

前記ＳＴ６において、現在位置レジスタＰの値が、Ｐ＝Ｓ２、Ｓ３またはＳ４であるときにはＳＴ７に進み、現在における制御部２９の内部設定の確認が設定レジスタＭに記憶されている内容から判断する。

後述のＳＴ８−３以下に示す選択時処理が実行されると、設定レジスタＭはＭ＝「選択後」に設定されるが、ＳＴ７では設定レジスタＭが、Ｍ＝「選択後」である場合にはスタートＳＴ１に戻り、Ｍ＝「選択後」以外である場合にはＳＴ８に進む。

ＳＴ８では、設定レジスタＭに記憶されている内容が「通知後」であるか否かについての確認が行われる。すなわち、操作体Ｆが接触したことによりスイッチ部Ｓ１〜Ｓ５のいずれが導通した事を使用者に通知した後の状態であるか否かを、設定レジスタＭに記憶されている内容から判断する。

そして、このときの判断の結果「ｙｅｓ」すなわち設定レジスタＭが、Ｍ＝「通知後」である場合にはＳＴ８−１に進み、「ｎｏ」である場合（Ｍ＝「通知後」でない場合）には個別操作モードと判断してＳＴ９に進む。

前記ＳＴ９の個別操作モードでは、操作体Ｆが前記スイッチ部Ｓ１〜Ｓ５のいずれか１つの上で停止するたびに、すなわち選択項目Ｌの各項目リストＬ１〜Ｌ５を個別に選択するたびに、例えば前記振動発生手段３０を１回だけ駆動させて振動を１回だけ生起させる。よって、操作体Ｆが停止したとき、または選択項目Ｌを選択したときに操作者にクリック感（操作感）を与えることが可能である。

ただし、図８Ｂに示すように、操作体Ｆが前記スイッチ部Ｓ２またはスイッチ部Ｓ４に停止した場合には、選択項目Ｌに対応する選択リストは存在せず、上記ＳＴ４にて「ｎｏ」が選択されるため、前記振動発生手段３０が振動することを回避することが可能である。

そして、ＳＴ１０では設定レジスタＭをＭ＝「通知後」に設定してスタートＳＴ１に戻す。よって、次回ＳＴ８に至ったときには、「ｙｅｓ」が選択されることとなる。

ＳＴ８−１では、前記ＳＴ−９における振動発生後、ＳＴ１→ＳＴ２→ＳＴ３→ＳＴ４→ＳＴ５→ＳＴ６→ＳＴ７→ＳＴ８→ＳＴ８−１の「ｎｏ」→ＳＴ１の制御ループが繰り返されており、この繰り返し中に前記タイマーＴが所定時間（例えば１秒）以上を計測することができるか否かを判断する。

そして、タイマーＴが前記所定時間を経過した場合には、現在位置レジスタＰの内容に変化が現れない場合、すなわち操作体Ｆが現在位置レジスタＰに記憶された位置に長時間留まる長押し状態の場合であるため、制御部２９は現在位置レジスタＰに記憶されているスイッチ部が選択されたもの、すなわち決定キーが操作され決定モードと判断し、ＳＴ８−２以降の制御を実行する。

あるいは、当初において、例えばスイッチ部Ｓ３のみが導通状態であったが、その後に操作体Ｆの接触幅が増大し、その結果前記スイッチ部Ｓ３に隣接するスイッチ部Ｓ２やスイッチ部Ｓ４も一緒に導通状態に変化したような場合には、操作体Ｆが強く押し込まれる高荷重操作状態に至ったものとみなすことができる。そして、この場合にも前記スイッチ部Ｓ３が選択された決定モードと判断し、ＳＴ８−２以降の制御を実行するようにしてもよい。

前記ＳＴ８−２の決定モードでは、前記振動発生手段３０を間欠的に所定回数、例えば２回振動させることにより、操作者に決定キーが操作されたことをクリック感（操作感）で通知することができる。そして、ＳＴ８−３では、例えば決定キーとして操作されたスイッチ部Ｓ３に対応する項目リストＬ３の内容を開いて表示したり、または項目リストＬ３に対応する電話を掛けたりするなどの選択時処理が行われる。

そして、ＳＴ８−４では、設定レジスタＭをＭ＝「選択後」に書き換えた後スタートＳＴ１に戻る。

以上のような制御方法により、前記振動発生手段を有するタッチ式入力装置に様々な動作を行わせることができる。

上記制御方法のスライド移動状態では振動が生起されないものを示したが、振動が生起されるようにすることも可能である。

なお、上記実施に形態に示した振動パターンは一例に過ぎず、振動の有り無しを含めて前記各動作状態、またはモードごとに異なる振動パターンを発生させるようにすることが可能である。

本発明の実施の形態としてタッチ式入力装置を示す分解斜視図、 図１の２−２線での切断断面図、 タッチ式入力装置の電気的な接続を示す回路構成図、 低荷重での動作状態を示す図２同様の断面図、 荷重を強くした高荷重ときの動作状態を示す図３同様の断面図、 タッチ式入力装置の実施の形態として、携帯電話機に搭載された場合を示す説明図、 本発明の振動発生手段を有するタッチ式入力装置を携帯電話機に搭載した場合の制御方法を示すフローチャート図、 表示装置に表示された選択項目とスイッチ部との対応関係を示す概念図であり、Ａは選択項目とスイッチ部とが同数で対応している場合、Ｂは選択項目数がスイッチ部の数より少ない場合、

符号の説明

１ タッチ式入力装置
３ 弾性部材（操作部材）
４ 補強部材
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ 突起
１０ 操作面（操作部材）
２０ メンブレンスイッチ
２１ 上側シート
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ 第１の導電部
２２ 下側シート
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ 第２の導電部
２３ フレキシブルシート
２４ スペーサ
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ 貫通孔
２８ 選択手段
２９ 制御部
３０ 振動発生手段
Ｌ 選択項目
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ 項目リスト
Ｍ 設定レジスタ
Ｐ 現在位置レジスタ
ＰＬ 直前位置レジスタ
Ｔ タイマー
ＴＬ 時間レジスタ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ スイッチ部
Ｆ 操作体（指またはペン）

Claims (11)

1. 長手方向に沿って一定の長さを有するとともに所定の間隔で並ぶ複数のスイッチ部が設けられたメンブレンスイッチと、同じく長手方向に一定の長さを有するとともに前記メンブレンスイッチの一方の面に対向配置された操作部材とを備えたタッチ式入力装置であって、
   前記メンブレンスイッチの他方の面には、一定の長さを有するとともに前記長手方向に沿って対向配置された振動発生手段と、前記複数のスイッチ部の動作状態を検出して前記振動発生手段に振動を発生させる制御部と、が設けられていることを特徴とするタッチ式入力装置。
2. 前記振動発生手段は、前記メンブレンスイッチと同じ長さ寸法である請求項１記載のタッチ式入力装置。
3. 前記操作部材は、弾性体と、前記弾性体の一方の面に設けられた操作面と、前記弾性体の他方の面に設けられかつ前記弾性体が所定量以上撓むのを規制する補強部材とを有しており、
   前記補強部材と前記メンブレンスイッチとが対向するいずれか一方の面の前記複数のスイッチ部と対向する位置に突起が設けられている請求項１記載のタッチ式入力装置。
4. 前記振動発生手段が、分銅付きモータ、電磁駆動素子または圧電素子のいずれかである請求項１または２記載のタッチ式入力装置。
5. 前記複数のスイッチ部の動作状態をスキャンする選択手段が設けられており、前記制御部により前記選択手段が所定の周期で駆動される請求項１記載のタッチ式入力装置。
6. 前記操作部材の表面に操作体を接触させたときに前記操作体に対向するスイッチ部のみの動作状態が切り換わる低荷重操作状態と、前記操作体の荷重を強くしたときに複数のスイッチ部の動作状態が同時に切り換わる高荷重操作状態と、前記操作体を前記操作部材の表面に沿って一方向に移動させたときに前記スイッチ部の動作状態が前記移動に伴って順次切り換わるスライド移動状態と、を有しており、
   前記振動発生手段が、振動の有り無しを含めて前記各動作状態ごとに異なる振動パターンで駆動される請求項１記載のタッチ式入力装置。
7. 前記スライド移動状態のときには振動が生起されず、前記高荷重操作状態のときに振動が生起させられる請求項６記載のタッチ式入力装置。
8. 前記スライド移動状態のときには間欠的または連続的に振動が生起され、前記高荷重操作状態のときには振動が生起されない請求項６記載のタッチ式入力装置。
9. 前記高荷重操作状態のときに、振動が２回以上生起される請求項６または７記載のタッチ式入力装置。
10. 前記各動作状態の判断は、前記複数のスイッチの動作状態が時間的に変化することに基づいて検出される請求項６ないし９のいずれか記載のタッチ式入力装置。
11. 前記スイッチ部が個別に操作される個別操作モードと、個別に操作されるスイッチ部の操作時間が所定の時間を超える決定モードと、操作体が前記操作部材のいずれか一方の両端に達する両端モードと、操作されないスイッチ部を挟んで２箇所以上のスイッチ部が同時に操作されるエラーモードと、を有しており、
    前記振動発生手段が、振動の有り無しを含めて前記各モードごとに異なる振動パターンで駆動される請求項１記載のタッチ式入力装置。

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